库仑定律_作业1

1如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态（1）如果q2为正电荷，则q1为 电荷，q3为 电荷（2）q1、q2、q3三者电荷量大小之比是 ： ： 2两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为l，如果引入另一个点电荷c，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及它的电荷量3 如图所示，光滑绝缘体水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q现对C施一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：(1)C球的电性和电荷量 (2)水平力F的大小4如图(a)所示，一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B，将丝线的两端共同系于天花板上的O点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电荷量是多少？某同学解答这道题的过程如下： 设电荷量为q，小环受到三个力的作用，拉力FT、重力mg和库仑力F，受力分析如图 (b)，由受力平衡知识得，你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答5如图所示，带电荷量分别为4q和q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d若杆上套一带电小环C，带电体A、B和C均可视为点电荷求小环C的平衡位置参考答案1如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态（1）如果q2为正电荷，则q1为 电荷，q3为 电荷（2）q1、q2、q3三者电荷量大小之比是 ： ： 解析：空间中存在三个点电荷，任意一个电荷受另外两个电荷的静电力作用，要处于平衡状态，则这两个静电力的矢量和为零（1）若q2为正电荷，对q1而言要让其平衡，q3必为负电荷，但对q2而言，q1和q3必为同性电荷，所以q1与q3都为负电荷（2）由库仑定律和平衡条件知对 对由式得 由式得由两式得答案：（1）负 负 （2）：1：2两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为l，如果引入另一个点电荷c，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及它的电荷量解析：依题意作图，如图所示设电荷c与a相距为x则b与c相距为lx，c的电荷量为qc对电荷c，其所受的库仑力的合力为零，即Fac=Fbc 根据库仑定律有：解得：由于a、b均为负电荷，只有当电荷c处于a、b之间时，其所受库仑力才可能方向相反，合力为零，因此x2=l舍去三个电荷都处于静止状态，即a、b电荷所受静电力的合力为零，对a来说，b对它的作用力是向左的斥力，所以c对a的作用力应是向右的引力，这样，可以判定电荷c的电性必定为正又由Fca=Fba，得答案：c在a、b之间距处，并带正电、电荷量为3 如图所示，光滑绝缘体水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q现对C施一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：(1)C球的电性和电荷量 (2)水平力F的大小解析：A球受到B球库仑力F1和C球库仑力F2后，产生水平向右的速度，故F2必为引力，C球带负电受力如图所示，故F2cos60o=F1，即F2=2F1，故qc2q对A球：对系统整体：答案：(1)C球带负电，电荷量为2q (2)4如图(a)所示，一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B，将丝线的两端共同系于天花板上的O点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电荷量是多少？某同学解答这道题的过程如下： 设电荷量为q，小环受到三个力的作用，拉力FT、重力mg和库仑力F，受力分析如图 (b)，由受力平衡知识得，你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答解析：不正确；受力分析时漏掉了AB段丝线上的拉力正确解答：小环A受力如图所示，受四个力，重力mg、库仑力F、丝线两个拉力FT相等则FTsin60o=mgFTcos60o +FT=解得 5如图所示，带电荷量分别为4q和q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d若杆上套一带电小环C，带电体A、B和C均可视为